سیستم عامل یا operating system مهم ترین برنامه ای است که اول از همه روی سیستم کامپیوترها نصب می شود وارتباط بین کار و system از طریق همین سیستم عامل برقرار می شود. در واقع سیستم عامل دستورات داده شده از سمت کاربر به زبان سطح بالا را به زبان ماشین ترجمه می کند تا کامپیوتر بتواند آنها را بفهمد و اجرا کند. به عبارت دیگر، سیستم عامل به عنوان یک واسطه بین کاربر و سخت افزار کامپیوتر عمل می کند و محیط مورد نیاز برای اجرای کارآمد برنامه های مختلف را فراهم می آورد.
تاریخچه تکامل سیستم عامل های مدرن که با پیوستن POSIX در UNIX همراه هستند
یکی از کارهای سیستم عامل مدیریت کار پردازنده با تخصیص وظایف مختلف به آن و اطمینان از این مساله است که هر فرایندی از طرف پردازنده زمان کافی برای عملکرد صحیح دریافت می کند.
operating system وظیفه تخصیص و آزادسازی حافظه برای عملکردهای مختلف سیستم را هم به عهده دارد. از طرف دیگر، سیستم عامل باید از این مساله نیز اطمینان حاصل کند که یک فرایند، حافظه مربوط به یک فرایند دیگر را مصرف نمی کند.
دستگاه های ورودی و خروجی مختلفی در یک سیستم وجود دارد. سیستم عامل کارکرد این دستگاه های ورودی-خروجی را کنترل می کند. در واقع سیستم عامل درخواست های مختلف را از این دستگاه ها دریافت می کند و عملیات خاصی رویشان انجام می دهد و بعد دوباره با روند درخواست ارتباط می گیرد.
operating system یا سیستم عامل اطلاعات مربوط به ایجاد، حذف ، انتقال، کپی و ذخیره سازی فایل ها یا همان پرونده ها را به صورت سازمان یافته ثبت می کند. علاوه بر این سیستم عامل با محافظت در برابر دسترسی غیرمجاز، یکپارچگی داده های ذخیره شده در این فایل ها از جمله ساختار دایرکتوری فایل ها را حفظ می کند.
operating system تکنیک های مختلفی را ارائه می دهد که یکپارچگی و محرمانه بودن داده های کاربر را تضمین می کنند.
برای محافظت از داده های کاربر، سیستم عامل از اقدامات زیر استفاده می کند:
operating systemهر از گاهی سیستم را از نظر وجود هر نوع تهدید خارجی یا فعالیت نرم افزاری مخرب بررسی می کند. علاوه بر این، سیستم عامل سخت افزار را از نظر هر نوع آسیب بررسی می کند. این فرآیند هشدارهای مختلفی را به کاربر نشان می دهد تا بتواند برای محافظت از سیستم در برابر صدمات احتمالی اقدامات مناسبی را انجام بدهد.
در سیستم عامل های چند وظیفه ای چندین برنامه به طور همزمان اجرا می شوند، این سیستم عامل است که تعیین می کند برنامه ها با چه ترتیبی اجرا شوند و چه مدت زمانی به هر برنامه باید اختصاص داده شود.
یک سیستم عامل برای اینکه بتواند عملکردهایی که در بخش بالا ذکر شد را به درستی انجام بدهد باید دو جزء داشته باشد:
پوسته سیستم عامل تعاملات کاربر را کنترل می کند و پوسته بیرونی ترین لایه سیستم عامل است.
تعامل بین کاربر و سیستم عامل را از طریق موارد زیر مدیریت می کند:
پوسته با گرفتن ورودی از کاربر یا اسکریپت پوسته (shell script)، راهی برای برقراری ارتباط با سیستم عامل فراهم می کند. شل اسکریپت (shell script) یا همان اسکریپت پوسته دنباله ای از دستورات سیستمی است که در یک پرونده ذخیره می شوند.
هسته مولفه اصلی سیستم عامل است که به عنوان رابط بین برنامه ها عمل می کند. داده ها در سطح سخت افزاری از طریق هسته پردازش می شوند. وقتی سیستم عامل در حافظه سیستم بارگیری می شود، اول از همه هسته سیستم عامل بارگیری می شود و این هسته زمان خاموش شدن سیستم عامل در حافظه باقی می ماند. بعد از آن هسته منابع کامپیوتر را تأمین و مدیریت می کند و به سایر برنامه ها اجازه می دهد تا از این منابع استفاده کنند. علاوه بر این، هسته سیستم عامل فضای حافظه را برای برنامه های مختلف تنظیم می کند، فایل ها را با کد برنامه در حافظه بارگیری و بسته اجرایی برنامه ها را تنظیم می نماید.
در گذشته کلیه خدمات اساسی سیستم مانند پردازش و مدیریت حافظه، مدیریت وقفه و غیره در یک ماژول واحد در فضای هسته بسته بندی می شدند. به این نوع هسته Monolithic Kernel (هسته یکپارچه) گفته می شد. مشکل این روش این بود که کل هسته حتی برای یک تغییر کوچک باید از اول دوباره کامپایل می شد.
سیستم عامل های مدرن یک ریز هسته حاوی ماژول های مختلفی مانند مدیریت دستگاه ، مدیریت پرونده و … دارند که به صورت پویا بارگیری و تخلیه می شوند. در این رویکرد مدرن، اندازه کد هسته کاهش پیدا می کند ولی در عوض پایداری آن بیشتر می شود.
حالا بیایید با هم انواع سیستم عامل ها را بررسی کنیم:
operating system دسته ای اولین سیستم عامل رایانه های نسل دوم است. این سیستم عامل با کامپیوتر ارتباط مستقیمی برقرار نمی کند. در عوض یک اپراتور وظایفی که هر کاربر انجام می دهد را دسته بندی می کند و سپس این دسته ها را یکی یکی براساس نظام نوبتی first-come, first, serve (اولین ورودی، اولین سرویس را می گیرد) ارائه می کند.
مزایای سیستم عامل دسته ای
معایب سیستم عامل دسته ای
نمونه هایی از سیستم عامل دسته ای: سیستم حقوق و دستمزد، صورت حساب های بانکی، سیستم ورود داده ها و غیره
توزیع یافته جزو یکی از پیشرفت های اخیر در زمینه فناوری رایانه محسوب می شود و در همه دنیا نیز با سرعت بالایی مورد استفاده قرار می گیرد. در سیستم عامل توزیع یافته، رایانه های مختلف از طریق یک کانال ارتباطی به هم متصل می شوند. این رایانه های مستقل دارای واحد حافظه و CPU مختص خودشان هستند و به عنوان سیستم های اتصال آزاد شناخته می شوند.
فرایندهای این سیستم می تواند در اندازه مختلف باشند و این فرایندها می توانند عملکردهای مختلفی را انجام بدهند. مزیت عمده این نوع سیستم عامل این است که کاربر می تواند به فایل هایی دسترسی پیدا کند که در سیستم خودش وجود ندارد و در سیستم متصل دیگری قابل دسترسی اند. علاوه بر این، سیستم عامل توزیع یافته کنترل از راه دور سیستم های متصل به این شبکه را هم امکان پذیر می کند.
مزایای سیستم عامل توزیع یافته
معایب سیستم عامل توزیع یافته
به سیستم عامل چند وظیفه ای سیستم عامل اشتراک زمانی (time-sharing) هم گفته می شود چون در این نوع سیستم عامل برای هر کاری مدت زمان خاصی در نظر گرفته می شود تا همه وظایف به طور کارآمدی عمل کنند. این سیستم عامل برای زیادی از کاربران امکان دسترسی را فراهم می کند و همه کاربران همانطور که در یک سیستم واحد قرار می گیرند زمان CPU را نیز دریافت می کنند.
در سیستم عامل چند وظیفه ای وظایف انجام شده توسط یک کاربر یا توسط کاربران مختلف انجام می شود. در این نوع operating system به زمان اختصاص داده شده برای اجرای یک کار کوانتوم (quantum) گفته می شود و به محض اتمام زمان اجرای یک وظیفه، سیستم به اجرای یک وظیفه دیگر مشغول می شود.
سیستم عامل های شبکه ای سیستم عامل هایی هستند که روی سرور اجرا می شوند و کلیه عملکردهای شبکه را مدیریت می کنند. اینoperating system امکان به اشتراک گذاری فایلها، برنامه ها، چاپگرها، امنیت و سایر توابع شبکه را در شبکه کوچکی از رایانه ها مانند LAN یا هر شبکه خصوصی دیگر فراهم می کند.
در سیستم عامل شبکه ای، همه کاربران از تنظیماتی که کاربران دیگر روی شبکه اعمال می کنند آگاهند؛ به همین دلیل سیستم عامل های شبکه ای به عنوان سیستم های کاملاً متصل نیز شناخته می شوند.
سیستم عامل های بی درنگ در خدمت سیستم هایی هستند که در زمان واقعی کار می کنند. این سیستم عامل ها در موارد مفیدند که رویدادها در یک زمان کوتاه یا در بازه زمانی مشخصی اتفاق می افتد؛ مثلا شبیه سازی در زمان واقعی.
سیستم عامل بی درنگ نرم، یک وظیفه مهم نسبت به وظایف کم اهمیت تر در اولویت قرار دارد و این اولویت تا زمان اتمام آن کار یا وظیفه همچنان فعال است. علاوه بر این، در این نوع سیستم عامل برای یک کار خاص همیشه یک محدودیت زمانی تعیین می شود. این اتفاق باعث ایجاد تاخیرهای کوتاه مدت در انجام وظایف آینده می شود که قابل قبول است. به عنوان واقعیت مجازی (virtual reality)، سیستم رزرو کردن و غیره از این نوع سیستم عامل استفاده می کنند.
نمونه هایی از سیستم عامل بی درنگ: سیستم های تصویربرداری پزشکی، روبات ها و غیره
سیستم عامل تلفن همراه در واقع سیستم عامل مخصوص تلفن های هوشمند، تبلت ها و دستگاه های PDA (دستیار دیجیتال شخصی) است. این نوع سیستم عامل بستری برای اجرای برنامه های مختلف روی تلفن همراه ایجاد می کند.
سیستم عامل آی او اس (ios)، اندروید (Android)، سیمبین (Symbian) و سیستم عامل ویندوز موبایل.
از آنجایی که روز به روز نیاز ما به فناوری بیشتر می شود و نسل جوان به عنوان نسل آلفا (Gen Alpha) با داشتن دانش مربوط به فناوری وارد بازار کار می شود؛ نیاز به یک سیستم عامل خوب و کارآمد مهمترین اولویت برای هر کسب و کاری به حساب می آید. ما در این مطلب شما را با تاریخچه تکامل سیستم عامل و انواع آن آشنا کردیم. امیدواریم مطلب امروز ما برایتان مفید بوده باشد.
شبکه های ارتباطی در طی چند دهه اخیر دچار تحولات بنیادینی شده اند. در آغاز،…
مایکروسافت با انتشار نسخه ی ویندوز سرور 2025، یک بار دیگر ثابت کرده که در…
حملات DDoS (Distributed Denial of Service) یکی از پیچیده‌ترین و مخرب‌ترین تهدیدات سایبری برای وب‌سایت‌ها…
PyTorch یک چارچوب ماشین لرنیگ اوپن سورس پرکاربرد است که به دلیل سهولت استفاده، نمودار…
اگر شما یک شخص، یک کسب و کار کوچک یا یک شرکت تجاری باشید که…
Ansible برای مدیران سیستم و متخصصان DevOps که می خواهند روند کار IT خود را…